JP2009506839A - Catheter with adjustable stiffness - Google Patents
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Abstract
カテーテル等の医療装置は、内科医または他のヘルスケア専門家が医療装置の少なくとも一部の剛性を調節することを可能にする構造または設備を備え得る。場合により、医療装置は、患者に該医療装置を挿入する前に調節することも可能である。また、場合によっては、医療装置は、患者の体内で使用されている間に、調節することも可能である。 A medical device, such as a catheter, may comprise a structure or facility that allows a physician or other health care professional to adjust the stiffness of at least a portion of the medical device. In some cases, the medical device can be adjusted prior to inserting the medical device into a patient. Also, in some cases, the medical device can be adjusted while in use in the patient's body.
Description
本発明は、概してカテーテル等の医療装置に関係し、より詳細には、調整可能な剛性を提供する構造または設備を備えたカテーテルに関係する。 The present invention relates generally to medical devices such as catheters, and more particularly to catheters with structures or facilities that provide adjustable stiffness.
カテーテルのような医療装置は、可撓性および強度などの、しばしば対立する多数の性能要件の影響下にある。場合によっては、可撓性の改善は、強度の低下を代償として得ることができる。また、強度の増大は、可撓性の低下を代償として得ることができる。患者は一人一人異なっているため、特定の患者に最適な可撓性および強度等の性能パラメーターの特有のバランスが存在し得る。 Medical devices such as catheters are subject to numerous conflicting performance requirements, such as flexibility and strength. In some cases, improved flexibility can be obtained at the cost of reduced strength. Also, an increase in strength can be obtained at the expense of reduced flexibility. Because each patient is different, there may be a unique balance of performance parameters such as flexibility and strength that is optimal for a particular patient.
所望の性能パラメーターの任意の実現可能な組に対応する多数のカテーテルを構成することは確かに可能であろうが、これは恐らく法外な費用が掛かるであろう。さらに、場合によっては、内科医は、処置の最中に、剛性対可撓性の特定のバランスが必要であると判断する場合がある。従って、特にインシチュウ(in situ)において、それらの剛性に関して調節され得るカテーテル等の医療装置が依然必要とされている。 While it is certainly possible to construct a large number of catheters corresponding to any feasible set of desired performance parameters, this will probably be prohibitively expensive. Further, in some cases, the physician may determine that a certain balance of stiffness versus flexibility is required during the procedure. Accordingly, there remains a need for medical devices such as catheters that can be adjusted with respect to their stiffness, especially in situ.
本発明は、上記した懸案に鑑みてなされたものである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned concerns.
本発明は、概して、内科医または他のヘルスケア専門家が、医療装置の少なくとも一部の剛性を調節することを可能にする構造または設備を備えたカテーテル等の医療装置に関する。場合によっては、医療装置は、患者の体内に挿入する前に調節されてもよい。また、場合によっては、医療装置は、患者の体内で使用されている間に調節されてもよい。 The present invention generally relates to a medical device, such as a catheter, with a structure or facility that allows a physician or other health care professional to adjust the stiffness of at least a portion of the medical device. In some cases, the medical device may be adjusted prior to insertion into the patient's body. Also, in some cases, the medical device may be adjusted while in use within the patient's body.
従って、本発明の例示的な実施形態は、カテーテルの基端領域からカテーテルの先端領域まで延びる長尺状ポリマーシャフトと、その長尺状ポリマーシャフト内に配置される第1の螺旋状に切断されたハイポチューブとを備える調整可能なカテーテルとして示される。 Accordingly, an exemplary embodiment of the present invention includes an elongate polymer shaft that extends from the proximal region of the catheter to the distal region of the catheter, and a first spiral cut disposed within the elongate polymer shaft. And is shown as an adjustable catheter with a hypotube.
本発明の別の例示的な実施形態は、カテーテルの基端領域からカテーテルの先端領域まで延びる管腔を画定する長尺状ポリマーシャフトを有する調整可能なカテーテルとして示される。基端領域から先端領域まで延び、かつ、少なくともカテーテルの長手方向軸線とほぼ平行に配列された第1膨張可能チューブは、管腔内に配置される。第1膨張可能チューブを膨張させることにより、長尺状ポリマーシャフトの剛性が増大する。 Another exemplary embodiment of the present invention is shown as an adjustable catheter having an elongate polymer shaft that defines a lumen extending from the proximal region of the catheter to the distal region of the catheter. A first inflatable tube extending from the proximal region to the distal region and arranged at least approximately parallel to the longitudinal axis of the catheter is disposed within the lumen. By inflating the first inflatable tube, the rigidity of the elongated polymer shaft is increased.
本発明の別の例示的な実施形態は、内側ポリマーライナー、外側ポリマーライナー、および内側ポリマーライナーと外側ポリマーライナーとの間に配置された膨潤性層を備える調整可能なカテーテルとして示される。膨潤性層に適切な流体を加えることにより、調整可能なカテーテルの剛性を増大させる。 Another exemplary embodiment of the present invention is shown as an adjustable catheter comprising an inner polymer liner, an outer polymer liner, and a swellable layer disposed between the inner and outer polymer liners. By adding an appropriate fluid to the swellable layer, the adjustable catheter stiffness is increased.
本発明の別の例示的な実施形態は、カテーテルの基端領域から先端領域まで延びる長尺状ポリマーシャフトを有する調整可能なカテーテルとして示される。長尺状ポリマーシャフト上には、長尺状ポリマーシャフトより高い剛性を有する剛性増強シースが摺動可能に配置されている。 Another exemplary embodiment of the present invention is shown as an adjustable catheter having an elongated polymer shaft that extends from the proximal region to the distal region of the catheter. On the long polymer shaft, a rigidity enhancing sheath having higher rigidity than the long polymer shaft is slidably disposed.
本発明の別の例示的な実施形態は、カテーテルの基端領域からカテーテルの先端領域に延び、かつ壁を備える長尺状ポリマーシャフトを備える調整可能なカテーテルとして示される。前記壁内には、多数の長尺状開口が、長尺状ポリマーシャフト内において該開口が長手方向に延びるように、配置される。多数の長尺状開口の各々の中には、それぞれ多数の剛性増強フィラメントが摺動可能に配置されている。 Another exemplary embodiment of the present invention is shown as an adjustable catheter with an elongate polymer shaft that extends from the proximal region of the catheter to the distal region of the catheter and includes a wall. Within the wall, a number of elongated openings are arranged in the elongated polymer shaft such that the openings extend longitudinally. A large number of stiffness enhancing filaments are slidably disposed in each of the large number of elongated openings.
本発明の別の例示的な実施形態は、1つ以上の電気的に作動される剛性増強構造(electrically actuated stiffness enhancers)を備える、内側ポリマー層を有する調整可能なカテーテルとして示される。内側ポリマー層の上には外側ポリマー層が配置されている。 Another exemplary embodiment of the present invention is shown as an adjustable catheter having an inner polymer layer with one or more electrically actuated stiffness enhancements. An outer polymer layer is disposed on the inner polymer layer.
本発明の別の例示的な実施形態は、剛性を有する長尺状ポリマーシャフトを備える調整可能なカテーテルとして示される。長尺状ポリマーシャフトの剛性は、長尺状ポリマーシャフトに電流を流すことにより変化させることができる。 Another exemplary embodiment of the present invention is shown as an adjustable catheter with a long, rigid polymer shaft. The rigidity of the long polymer shaft can be changed by passing a current through the long polymer shaft.
本発明の上記の要約は、本発明の開示された各実施形態またはすべての実施を記載することを意図するものではない。続く図面、詳細な説明および実施例は、これらの実施形態をより詳細に例示する。 The above summary of the present invention is not intended to describe each disclosed embodiment or every implementation of the present invention. The following drawings, detailed description and examples illustrate these embodiments in more detail.
本発明は、添付の図面に関連する以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を参酌してより完全に理解され得る。
本発明は様々な修正および代替形態を受け入れるが、それらの詳細は例として図面に示し、詳細に説明する。しかしながら、本発明を特定の実施形態に制限しないことを意図することを理解すべきである。むしろ、本発明の趣旨および範囲内にあるすべての変更物、均等物、および代替物に及ぶことを意図する。
The present invention may be more fully understood with reference to the following detailed description of various embodiments of the invention in connection with the accompanying drawings.
While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specifics thereof are shown by way of example in the drawings and will be described in detail. It should be understood, however, that the intention is not to limit the invention to the particular embodiments. Rather, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
以下の定義された用語については、本明細書の特許請求の範囲または他の箇所において異なる定義が与えられない限り、これらの定義が適用されるものとする。
本願において、すべての数値は、明示的に示されているか否かに関わらず、「約」なる語によって修飾されるものと見なされる。「約」なる語は、一般に、当業者が列挙された値と同等であると見なす(すなわち、同じ機能または結果を有する)一連の数を指す。多数の実例において、「約」なる語は、最も近い有効数字に丸められる数を含み得る。
For the following defined terms, these definitions shall be applied, unless a different definition is given in the claims or elsewhere in this specification.
In this application, all numerical values are considered to be modified by the word “about”, whether or not explicitly indicated. The term “about” generally refers to a series of numbers that one of ordinary skill in the art deems equivalent to the recited value (ie, has the same function or result). In many instances, the term “about” may include numbers that are rounded to the nearest significant figure.
終点による数の範囲の列挙は、その範囲内の数をすべて含む(例えば、1〜5は、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4および5を含む)。
本明細書および添付された特許請求の範囲において用いられるように、単数形「a」、「an」、および「the」は、内容が明白に他に指示していない限り、複数の指示物を包含する。本明細書および添付された特許請求の範囲において用いられるように、「または」なる語は、一般に、内容が明白に他に指示していない限り、その意味において「および/または」を含んで使用される。
The recitation of numerical ranges by endpoints includes all numbers within that range (eg 1 to 5 includes 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, and 5).
As used in this specification and the appended claims, the singular forms “a”, “an”, and “the” refer to a number of instructions unless the content clearly indicates otherwise. Include. As used herein and in the appended claims, the term “or” is generally used in its sense including “and / or” unless the content clearly dictates otherwise. Is done.
以下の記載は図面に関連して読まれるべきである。前記図面において、同一の参照数字は、いくつかの図にわたって、同一の要素を示している。図面は、必ずしも一定の縮尺ではないが、特許請求された本発明の例証となる実施形態を表す。 The following description should be read in conjunction with the drawings. In the drawings, like reference numerals indicate like elements throughout the several views. The drawings are not necessarily to scale, but represent illustrative embodiments of the claimed invention.
図1は、本発明の実施形態によるカテーテル10の平面図である。カテーテル10は、様々な異なるカテーテルのいずれであってもよい。一部の実施形態において、カテーテル10は血管内カテーテルであり得る。血管内カテーテルの例としては、バルーンカテーテル、アテレクトミーカテーテル、薬剤送達カテーテル、ステントデリバリーカテーテル、診断用カテーテル、およびガイドカテーテルが挙げられる。血管内カテーテル10は、その意図した用途に従った大きさに形成され得る。カテーテル10は、約100〜150センチメートルの範囲にある長さを有し、かつ任意の有用な直径を有し得る。図1はガイドカテーテルを示しているが、本発明はガイドカテーテルに限定されるものではない。本願において特に説明している場合を除き、血管内カテーテル10は従来の技術を用いて製造することができる。
FIG. 1 is a plan view of a
図示した実施形態において、血管内カテーテル10は、基端16を画定する基端領域14と、先端20を画定する先端領域18とを有する長尺状シャフト12を備える。長尺状シャフト12の基端16には、ハブおよびストレインリリーフアセンブリ22が結合され得る。ハブおよびストレインリリーフアセンブリ22は、従来の型のものであってよく、従来技術を用いて取り付けられ得る。本発明の実施形態には、別のハブの型を組み入れることも可能である。
In the illustrated embodiment, the
長尺状シャフト12は、異なる可撓性を有する1つ以上のシャフトセグメントを備え得る。例えば、長尺状シャフトは、相対的に剛性の高い基端側部分と、相対的に可撓性である先端側部分と、双方に対して中間の可撓性を有する基端側部分と先端側部分との間に配置された中間部分とを備える。 The elongate shaft 12 may comprise one or more shaft segments having different flexibility. For example, the elongate shaft has a relatively rigid proximal end portion, a relatively flexible distal end portion, and an intermediate flexible proximal end portion and distal end relative to both. And an intermediate portion disposed between the side portions.
場合によっては、長尺状シャフト12は単一のポリマー層から形成され得る。また、長尺状シャフト12は、内側滑性層のような内側ライナーと、外層とを備えてもよい。さらに、長尺状シャフト12は、内層と外層との間に配置された補強編組層を備えてもよい。長尺状シャフト12は、本願において、カテーテル10に調整可能な剛性を与えるために、様々な要素が追加され得るカテーテルを総称的に表わすものと見なされる。
In some cases, the elongate shaft 12 may be formed from a single polymer layer. Further, the long shaft 12 may include an inner liner such as an inner slipping layer and an outer layer. Further, the elongated shaft 12 may include a reinforcing braid layer disposed between the inner layer and the outer layer. The elongate shaft 12 is considered herein generically to represent a catheter to which various elements can be added to provide the
長尺状シャフト12が内側ライナーを備える場合、内側ライナーは適切な低摩擦係数を有する材料のコーティングを含むか、または同コーティングから形成され得る。適切な材料の例としては、テフロン(登録商標)としてより知られているポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のようなパーフルオロポリマー、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリアリーレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ヒドロキシアルキルセルロース化合物、アルギン、糖類、カプロラクトン、およびそれらと同種のもの、並びにそれらの混合物および組み合わせが挙げられる。 Where the elongate shaft 12 comprises an inner liner, the inner liner can include or be formed from a coating of a material having a suitable low coefficient of friction. Examples of suitable materials include perfluoropolymers such as polytetrafluoroethylene (PTFE), better known as Teflon, high density polyethylene (HDPE), polyarylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, Examples include hydroxyalkyl cellulose compounds, algins, sugars, caprolactone, and the like, and mixtures and combinations thereof.
長尺状シャフト12は、1つまたは複数の外層として、所望の強度、可撓性または他の所望の特徴を提供する任意の適切なポリマーを含有し得る。低いデュロメーター硬さ(durometer)または硬度(hardness)を有するポリマーは、大きな可撓性を与え、一方、高いデュロメーター硬さまたは硬度を有するポリマーは高い剛性を与え得る。一部の実施形態において、用いられるポリマー材料は熱可塑性ポリマー材料である。適切な材料のいくつか例としては、ポリウレタン、弾性ポリアミド、ブロックポリアミド/エーテル(PEBAX(登録商標)等)、シリコーンおよびコポリマーが挙げられる。外側ポリマー層32は、単一のポリマー、多数の長手方向の部分または層(multiple longitudinal sections or layers)、またはポリマーのブレンドであり得る。材料および加工技術を慎重に選択することにより、これらの材料の熱可塑性、溶媒可溶性、および熱硬化性の変形物を用いて、所望の結果を得ることができる。場合により、例えばARNITEL(登録商標)の名称で商業的に入手可能なコポリエステル熱可塑性エラストマー等の熱可塑性ポリマーを用いることができる。
The elongate shaft 12 may contain any suitable polymer that provides the desired strength, flexibility, or other desired characteristics as one or more outer layers. A polymer with a low durometer or hardness provides great flexibility, while a polymer with a high durometer or hardness can give high rigidity. In some embodiments, the polymer material used is a thermoplastic polymer material. Some examples of suitable materials include polyurethane, elastic polyamide, block polyamide / ether (such as PEBAX®), silicones and copolymers. The
図2は、ポリマー層28内に配置されたハイポチューブ26を備えたアセンブリ24を示す。単に例示の目的のために、ポリマー層28は想像線では単層として示されている。場合により、ポリマー層28は2つ以上のポリマー層であってもよい。任意の適切なポリマーを使用することが可能である。アセンブリ24はまた、ハイポチューブ26内に滑性層等の1つ以上のポリマー層を備えてもよい。
FIG. 2 shows an
ハイポチューブ26は、可撓性を得るために切断され得る。場合により、図示したように、ハイポチューブ26は、隣接したブリッジ部32を分離する、螺旋状に整列した切断部または切り込み30を有する螺旋状に切断されたハイポチューブであり得る。切り込み30が可撓性を与える一方で、ブリッジ部32は、ハイポチューブ26が特定のレベルの強度を保持することを可能にする。ハイポチューブ26は、任意の適切なポリマーまたは金属材料から形成され得る。場合により、ハイポチューブ26は、レーザー切断されたステンレス鋼から形成され得る。
The
切り込み30の各々は、特定の幅を有するように示されている。図2は、弛緩した形態、すなわち、ハイポチューブ26に外力が適用されていない場合におけるハイポチューブ26を示す。切り込み30およびブリッジ部32の相対寸法により、ハイポチューブ26、従って、アセンブリ24に、可撓性対強度の所与のバランスを付与する。
Each of the
図3では、ブリッジ部32の各々は変化しないまま、切り込み34の各々の相対的な大きさを縮小することにより、アセンブリ24は硬くなっている。これは、例えば、矢印36によって示されるように、ハイポチューブ26に圧縮力を付与することによって行うことができる。代わりに、これは、矢印38によって示されるように、ハイポチューブ26を回転させることによって行うことができる。特に示していないが、ハイポチューブ26に圧縮力または回転力のいずれかを適用することにより、ハイポチューブ26の直径を変化させることが可能である。
In FIG. 3, the
場合によっては、例えば図4〜図6に示されるように、カテーテルは同軸的に整合された2本以上のハイポチューブを備えてもよい。図4は、アセンブリ40の概略断面図であり、内側ハイポチューブ42、外側ハイポチューブ44、およびポリマー層46を示している。ポリマー層46は任意の適切なポリマーから形成され得る。特に示していないが、内側ハイポチューブ42および外側ハイポチューブ44は、双方とも、螺旋状に切断されていてもよい。内側ハイポチューブ42および外側ハイポチューブ44は、各々、任意の適切なポリマーまたは金属材料から形成され得る。場合により、内側ハイポチューブ42および外側ハイポチューブ44は、各々、レーザー切断されたステンレス鋼から形成されてもよい。
In some cases, for example, as shown in FIGS. 4-6, the catheter may comprise two or more hypotubes that are coaxially aligned. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of
内側ハイポチューブ42と外側ハイポチューブ44との間には、環状間隙48が見られる。図4は一定の縮尺ではなく、むしろ、明瞭にするために特定の要素が誇張されていることに留意すべきである。内側ハイポチューブ42は、外側ハイポチューブ44の内径よりやや小さい外径を有するものと考えられる。内側ハイポチューブ42は、任意の所望の内層または複数の層(図示せず)と共に、任意の所望または必要な医療処置に適した管腔50を形成する。
An
環状間隙48は、内側ハイポチューブ42と外側ハイポチューブ44と間の干渉がアセンブリ40の可撓性を低下させる前に、内側ハイポチューブ42と外側ハイポチューブ44との間における少なくともいくらかの相対移動を許容することができる。図4は弛緩した形態、すなわち、アセンブリ40のいかなる部分にも外力が適用されていないことを示す。
The
しかしながら、図5では、内側ハイポチューブ42は、環状間隙48(図4に図示)が少なくとも実質的に消失するように、外側ハイポチューブ44に対して拡張されている。これは、例えば、内側ハイポチューブ42を回転させて内側ハイポチューブ42の直径を拡大することによって行うことができる。場合により、操作者が内側ハイポチューブ42を回転させることを可能にするために、内側ハイポチューブ42は、基端領域14(図1を参照)の基端側に延在してもよいし、または基端領域14の基端側に延びる作動構造に動作可能に接続されていてもよい。
However, in FIG. 5, the
反対に、図6に示すように、外側ハイポチューブ44とポリマー層46との間に新たな環状間隙52が出現するように、外側ハイポチューブ44は内側ハイポチューブ42に対して直径を収縮させられてもよい。これは、例えば、外側ハイポチューブ44を回転させて、外側ハイポチューブ44の直径を縮小させることによって行うことができる。場合により、外側ハイポチューブ44は、操作者が外側ハイポチューブ44を回転させることを可能にするために、基端領域14(図1を参照)の基端側に延在してもよいし、または基端領域14の基端側に延びる作動構造に動作可能に接続されてもよい。
Conversely, the
図7〜図12は、調整可能な剛性に提供するために、カテーテル内に膨張可能要素が配備される本発明の実施形態を示す。図7において、カテーテル54は長尺状シャフト56を備える。図1に関して先に検討したように、長尺状シャフト56は、ポリマーシャフトであってよく、単独ポリマー層、2層のポリマー層、または数層のポリマー層、補強層などを備え得る。管腔58は、長尺状シャフト56の内部を貫通して延びており、長尺状シャフト56は任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
7-12 illustrate an embodiment of the present invention in which an inflatable element is deployed within the catheter to provide adjustable stiffness. In FIG. 7, the
管腔58内には長尺状膨張チューブ60が配備される。場合により、長尺状膨張チューブ60は、長尺状シャフト56内に一体的に形成されてもよい。場合により、長尺状膨張チューブ60は、独立して形成され、続いて、任意の適切な付着技術を用いて管腔58内に固定されてもよい。図7に示されるように、長尺状膨張チューブ60は収縮する。長尺状膨張チューブ60は、任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
An
図8において、長尺状膨張チューブ60は膨張している。長尺状膨張チューブ60は、基端領域62から先端領域64へ長尺状シャフト56の少なくともほぼ全長にわたって延在可能である。場合により、長尺状膨張チューブ60は、ハブ22(図1を参照)と連通するように基端側へ十分に延び、それにより、長尺状膨張チューブ60に膨張流体を導入することが可能である。生理食塩水は典型的な流体であるが、任意の適切な流体を用いてもよい。生理食塩水は生体適合性であり、このことは破断が生じた場合に重要である。さらに、水溶液として、生理食塩水は概して非圧縮性である。
In FIG. 8, the
図示した実施形態において、長尺状膨張チューブ60は、形状が少なくともほぼ円形であり、かつ、長尺状膨張チューブ60の長さにわたって少なくともほぼ一定なままである半径方向断面を有する。場合により、長尺状膨張チューブ60は非円形の半径方向断面を有してもよいことが意図される。例えば、長尺状膨張チューブ60は、卵形または多角形の半径方向断面を有し得る。
In the illustrated embodiment, the
場合により、長尺状膨張チューブ60は、その長さにわたって大きさが変化する半径方向断面を有してもよいことが意図される。例えば、長尺状膨張チューブ60は、先端領域64内においてより小さな半径方向断面と、基端領域62内においてより大きな半径方向断面とを有し得る。場合により、長尺状膨張チューブ60は、2つ、3つ、またはそれ以上の個別領域を有してもよく、各領域は特有な半径方向断面の大きさおよび/または形状を有する。
In some cases, it is contemplated that the
長尺状膨張チューブ60は、収縮した時に、長尺状シャフト56の可撓性に比較的わずかな影響しか及ぼさないことが理解され得る。しかしながら、長尺状膨張チューブ60が膨張させられているか、または加圧されている場合、長尺状シャフト56は、相対的に可撓性に乏しくなるか、または相対的により剛性が高くなると考えられる。
It can be seen that the
図9は、長尺状シャフト68を備えたカテーテル66を示す。長尺状シャフト68はポリマーシャフトであってもよく、単一のポリマー層、2層のポリマー層、または数層のポリマー層、補強層などを備えてもよい。管腔70は長尺状シャフト68の内部を貫通して延び、長尺状シャフト68は、任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
FIG. 9 shows a
管腔70内には、第1長尺状膨張チューブ74および第2長尺状膨張チューブ72が配備される。場合により、第1長尺状膨張チューブ74および第2長尺状膨張チューブ72は、長尺状シャフト68内に一体的に形成されてもよい。場合により、第1長尺状膨張チューブ74および第2長尺状膨張チューブ72は、独立して形成され、続いて、任意の適切な付着技術を用いて管腔68内に固定されてもよい。第1長尺状膨張チューブ74および第2長尺状膨張チューブ72の各々は、任意の適切な材料から形成され得る。
A first
示したように、第1長尺状膨張チューブ74および第2長尺状膨張チューブ72は、膨張させられているか、または加圧されており、かつ少なくとも互いにほぼ平行であること。場合により、第1長尺状膨張チューブ74および第2長尺状膨張チューブ72は、互いに対して角度をなして配されてもよい。第1長尺状膨張チューブ74および第2長尺状膨張チューブ72の各々は、基端領域76から先端領域78まで長尺状シャフト68の少なくともほぼ全長にわたって延在可能である。
As indicated, the first
場合により、第1長尺状膨張チューブ74および第2長尺状膨張チューブ72は、各々、ハブ22(図1を参照)と連通するように、基端側へ十分に延び、それにより、膨張流体を導入することが可能である。生理食塩水は典型的な流体であるが、任意の適切な流体を用いてもよい。
Optionally, the first
図10では、カテーテル80は長尺状シャフト82を備えることが示されている。長尺状シャフト82はポリマーシャフトであってもよく、単一のポリマー層、2層のポリマー層、または数層のポリマー層、補強層などを備えてもよい。管腔84は長尺状シャフト82の内部を貫通して延び、長尺状シャフト82は任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
In FIG. 10, the
管腔84内には、第1長尺状膨張チューブ86および第2長尺状膨張チューブ88が配備される。場合により、第1長尺状膨張チューブ86および第2長尺状膨張チューブ88は、長尺状シャフト82内に一体的に形成されてもよい。場合により、第1長尺状膨張チューブ86および第2長尺状膨張チューブ88は、独立して形成され、続いて、任意の適切な付着技術を用いて管腔68内に固定されてもよい。第1長尺状膨張チューブ86および第2長尺状膨張チューブ88の各々は、任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
A first
図示したように、第1長尺状膨張チューブ86および第2長尺状膨張チューブ88は、膨張させられているか、または加圧されている。第2長尺状膨張チューブ88は、先端領域90から基端領域92まで長尺状シャフト82の少なくともほぼ全長にわたって延在することが示されている。しかしながら、第1長尺状膨張チューブ86は、先端領域90の手前の適切な位置94で終了する。場合により、先端領域90内においては比較的より高いレベルの可撓性を保持しながら、基端領域92に付加的な剛性を一時的に提供できることが望ましい場合がある。
As shown, the first
場合により、第1長尺状膨張チューブ86および第2長尺状膨張チューブ88は、各々、ハブ22と連通するように(図1を参照)、基端側へ十分に延び、それにより、膨張流体を導入することが可能となる。生理食塩水は典型的な流体であるが、任意の適切な流体を用いてもよい。
In some cases, the first
図11は、長尺状シャフト98を備えたカテーテル96を示す。長尺状シャフト98はポリマーシャフトであってもよく、単一のポリマー層、2層のポリマー層、または数層のポリマー層、補強層などを備えてもよい。管腔100は、長尺状シャフト96の内部を貫通して延びており、長尺状シャフト98は任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
FIG. 11 shows a
管腔100内には、長尺状環状膨張リング102が配備される。場合により、長尺状環状膨張リング102は、長尺状シャフト98内に一体的に形成されてもよい。場合により、長尺状環状膨張リング102は、独立して形成され、続いて、任意の適切な付着技術を用いて管腔100内に固定されてもよい。長尺状環状膨張リング102は、任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
Within the
図示されるように、長尺状環状空間膨張リング102は膨張させられるか、または加圧される。長尺状環状膨張リング102は、基端領域104から先端領域106まで長尺状シャフト98の少なくともほぼ全長にわたって延在し得る。場合により、長尺状環状膨張リング102は、ハブ22(図1を参照)と連通するように、十分に基端側へ延び、それにより、長尺状環状膨張リング102に膨張流体を導入することが可能となる。生理食塩水は典型的な流体であるが、任意の適切な流体を用いてもよい。
As shown, the elongated annular
図12は、長尺状シャフト110を備えたカテーテル108を示す。長尺状シャフト110はポリマーシャフトであってもよく、単一のポリマー層、2層のポリマー層、または数層のポリマー層、補強層などを備えてもよい。管腔112は、長尺状シャフト110の内部を貫通して延びており、長尺状シャフト110は任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
FIG. 12 shows a
管腔112内には、長尺状膨張リング114が配備される。場合により、長尺状膨張リング114は、長尺状シャフト110内に一体的に形成されてもよい。場合により、長尺状膨張リング114は、独立して形成され、続いて、任意の適切な取り付け技術を用いて管腔112内に固定されてもよい。長尺状膨張リング114は、任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
Within the
長尺状環状膨張リング102(図11)は、少なくともほぼ一定の寸法を有する。対照的に、長尺状膨張リング114は、変化する寸法を有する。場合により、長尺状膨張リング114は、片側(図では頂部)に沿って比較的より薄寸を有し、もう片側(図では底部)に沿って比較的より厚寸を有し得る。これは、カテーテル108の片側に沿って比較的より大きな剛性を提供し、カテーテル108のもう片側に沿って比較的低減された剛性を提供することが望まれる場合に有用である。
The elongated annular expansion ring 102 (FIG. 11) has at least a substantially constant dimension. In contrast,
図示されるように、長尺状膨張リング114は膨張させられるか加圧される。長尺状膨張リング114は、基端領域116から先端領域118まで長尺状シャフト110の少なくともほぼ全長にわたって延在し得る。場合により、長尺状膨張リング114は、ハブ22(図1を参照)と連通するように、十分に基端側へ延び、それにより、長尺状膨張リング114に膨張流体を導入することが可能となる。生理食塩水は典型的な流体であるが、任意の適切な流体を用いてもよい。
As shown, the
図13および図14は、カテーテルに調整可能な剛性を提供するためにヒドロゲル等の膨潤性材料が用いられる実施形態を示す。図13において、カテーテル120の一部は、内側ポリマー層122および外側のポリマー層124を備える。内側ポリマー層122および外側のポリマー層124は、各々、独立して任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。内側ポリマー層122と外側ポリマー層124との間には間隙126が配置される。間隙126の中には膨潤性材料の層またはコーティング128が配置される。この図に示されるように、コーティング128は乾燥している。
FIGS. 13 and 14 illustrate an embodiment in which a swellable material such as a hydrogel is used to provide adjustable stiffness to the catheter. In FIG. 13, a portion of the
図14において、膨潤性材料のコーティング128を膨潤させることにより、図13に見られる間隙126を排除する。コーティング128を適切な液体と接触させることにより、コーティング128を膨潤させることができる。例えば、コーティング128がヒドロゲルである場合、単にコーティング128を水と接触させることによって、コーティング128を膨潤させることができる。場合により、間隙126(図13)は、ハブ22(図1を参照)と連通するように、十分に基端側へ延び、それによって、水等の適当な液体が導入され得るものと考えられる。
In FIG. 14, swelling the
適切な膨潤性材料の例としては、親水性ポリマーが挙げられる。親水性ポリマーは、そのポリマーが水を含む系(aqueous system)に接して配置されると、水分子を引きつけるか、または水分子と結合するポリマーである。親水性ポリマーと結合し得る水分子を提供することができる水を含む系の例としては、血液および他の体液が挙げられる。親水性ポリマーがそのような系と接触する場合、水分子と、前記ポリマー内またはポリマー上に存在する置換基または官能基との間における水素結合のような機構によって、水分子はポリマーと結合することができる。 Examples of suitable swellable materials include hydrophilic polymers. A hydrophilic polymer is a polymer that attracts water molecules or binds to water molecules when the polymer is placed in contact with an aqueous system. Examples of water-containing systems that can provide water molecules that can bind to hydrophilic polymers include blood and other body fluids. When a hydrophilic polymer comes into contact with such a system, the water molecule binds to the polymer by a mechanism such as hydrogen bonding between the water molecule and a substituent or functional group present in or on the polymer. be able to.
親水性であると考えら得るポリマーの一種として、イオノマーポリマーが挙げられる。イオノマーポリマーは、鎖内の要素間において共有結合を含みつつ、鎖の間においてイオン結合を含むと考えられるポリマーである。イオノマーポリマーは、ポリマー鎖に追加された荷電した官能基を有するポリマーである。荷電した官能基は、正に荷電していてもよく、その場合には、ポリマーはカチオノマーと呼ばれ得る。あるいは、前記官能基は負に荷電していてもよく、その場合には、ポリマーはアニオノマーと呼ばれ得る。 One type of polymer that can be considered hydrophilic is an ionomer polymer. An ionomer polymer is a polymer that is thought to contain ionic bonds between the chains while including covalent bonds between the elements in the chain. An ionomer polymer is a polymer having charged functional groups added to the polymer chain. The charged functional group may be positively charged, in which case the polymer may be referred to as a cationomer. Alternatively, the functional group may be negatively charged, in which case the polymer may be referred to as anionomer.
イオノマーポリマーは様々な負に荷電した官能基を用いて形成することができる。負に荷電した官能基は、予め形成されたポリマーに追加されてもよいし、または、負に荷電した官能基は、イオノマーポリマーを形成するのに用いられる1種以上のモノマーの一部であってもよい。 Ionomer polymers can be formed using a variety of negatively charged functional groups. The negatively charged functional group may be added to the preformed polymer or the negatively charged functional group is part of one or more monomers used to form the ionomer polymer. May be.
適当な負に荷電した官能基の例としては、スルホネートおよびカルボキシレートが挙げられる。イオノマーポリマーは、特に、スルホネート官能基を含む。これらの基は負に荷電しており、水を含む系のような水の供給源と接触させられると、十分な量の水と容易に水素結合し得る。 Examples of suitable negatively charged functional groups include sulfonates and carboxylates. The ionomer polymer in particular contains sulfonate functional groups. These groups are negatively charged and can easily hydrogen bond with a sufficient amount of water when contacted with a source of water such as a system containing water.
適切な材料のさらなる例としては、HYDROSLIP(登録商標)の名称で商業的に入手可能な非イオン性ポリエーテルポリウレタンが挙げられる。別の適切な材料としては、TECOGEL(登録商標)の名称下で商業的に入手可能な非イオン性脂肪族ポリエーテルポリウレタンが挙げられる。他の適切な非イオン性ポリマーの例としては、ポリ(ヒドロキシメタクリレート)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(n−ビニール−2−ピロリドン)、ポリ(アクリルアミド)および他の類似した物質等のポリマーが挙げられる。 Further examples of suitable materials include nonionic polyether polyurethanes that are commercially available under the name HYDROSLIP®. Another suitable material includes non-ionic aliphatic polyether polyurethanes that are commercially available under the name TECOGEL®. Examples of other suitable nonionic polymers include poly (hydroxy methacrylate), poly (vinyl alcohol), poly (ethylene oxide), poly (n-vinyl-2-pyrrolidone), poly (acrylamide) and other similar Examples include polymers such as substances.
図15〜図17は、カテーテル上に摺動可能に配置され得る外部シースの使用により、カテーテルが調整可能な剛性を享有し得る本発明の実施形態を示す。
図15は、長尺状シャフト132と、長尺状シャフト132の上に摺動可能に配置された剛性シース134とを備えるカテーテル130を示す。長尺状シャフト132はポリマーシャフトであってもよく、単一のポリマー層、2層のポリマー層、または数層のポリマー層、補強層などを備えてもよい。任意の適当な1つまたは複数のポリマーを用いることができる。剛性シース134は、任意の適切な剛性の高いポリマーまたは金属材料から形成され得る。
FIGS. 15-17 illustrate embodiments of the present invention in which the catheter can enjoy adjustable stiffness by the use of an outer sheath that can be slidably disposed on the catheter.
FIG. 15 shows a
図16において、カテーテル136は、図15に関して検討したような長尺状シャフト132を備える。長尺状シャフト132上には第1剛性シース138が摺動可能に配置されており、第1剛性シース138上には第2剛性シース140が摺動可能に配置されている。場合により、所望の程度の剛性を提供するために、第1剛性シース138および第2剛性シース140の各々は独立して、長尺状シャフト132上を先端側にまたは基端側に移動させられてもよい。第1剛性シース138および第2剛性シース140の各々は、任意の好適な剛性の高いポリマーまたは金属材料から形成され得る。
In FIG. 16, the
図17において、カテーテル142は、図15に関して検討したような長尺状シャフト132を備える。長尺状シャフト132の上には、テーパー状または円錐台状(frustoconical−shaped)の剛性シース144が摺動可能に配置される。剛性シース144は狭端146および広端148を有しており、その結果、剛性の緩やかな変化を提供することができる。剛性シース144は、任意の好適な剛性の高いポリマーまたは金属材料から形成され得る。
In FIG. 17, the
図18は、多数の剛性フィラメントを用いた本発明の実施形態を示す。カテーテル150は長尺状シャフト152を備える。長尺状シャフト152はポリマーシャフトであってもよく、単一のポリマー層、2層のポリマー層、または数層のポリマー層、補強層などを備えてもよい。長尺状シャフト152の内部を貫通して管腔154が延びており、長尺状シャフト152は任意の適切な1つまたは複数のポリマーから形成され得る。
FIG. 18 shows an embodiment of the invention using multiple rigid filaments.
カテーテル150は、長尺状シャフト152内に配置された多数の長尺状開口156を備える。長尺状開口156は、長尺状シャフト152内において長手方向に延びていることが分かる。長尺状開口156は、長尺状シャフト152の周囲のまわりに等間隔に離間され得る。いかなる数の長尺状開口156が提供されてもよい。長尺状開口156のうちの少なくともいくつかは、長尺状開口156内に摺動可能に配備された、剛性増強フィラメント158を備える。
性能要件に応じて、1本以上の剛性増強フィラメント158が、適当かつ対応する長尺状開口156に挿入されるか、または前記開口から除去されるか、または前記開口内で摺動し得る。場合により、剛性増強フィラメント158は、ニチノール、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、コバルトクロムまたは他の適当な金属等任意の好適な材料から形成されたワイヤーであってもよい。
Depending on performance requirements, one or more
図19および図20は、カテーテルに可変的な剛性を提供する際における電気活性ポリマーの使用を示す。図19は、1つ以上のポリマー層を備えた長尺状シャフト176を有するカテーテル174を示す。長尺状シャフト176には一連のフラップ178が切り込まれており、フラップ178は管腔180内に延在している。少なくともフラップ178は電気活性ポリマーを含む。例示の目的のために、長尺状シャフト176に対するフラップ178の大きさが誇張されていることに留意しなければならない。弛緩した形態であると考えられるこの形態においては、フラップ178は、長尺状シャフト176に一定レベルの可撓性を提供する。
19 and 20 illustrate the use of electroactive polymers in providing variable stiffness to the catheter. FIG. 19 shows a
図20では、電流が流されている。従って、フラップ178は、図19で見られるフラップ178が管腔180内に延在する位置から、フラップ178が長尺状シャフト176と整合する位置へと動作させられており、それにより、長尺状シャフト176のコラム強度(column strength)を高めている。
In FIG. 20, a current is flowing. Accordingly, the
場合により、少なくとも一部の長尺状シャフト12(図1を参照)は、電気活性ポリマー、バッキーチューブを含むポリマー、または恐らく液晶ポリマーのような静電気的に作動可能な材料の層から形成されてもよいし、あるいは、前記層を備えてもよいことが意図されている。このような材料は、電流を受けると、その材料を含有するカテーテルの剛比(relative stiffness)を変化させ得ることが意図される。 Optionally, at least some of the elongate shaft 12 (see FIG. 1) is formed from a layer of electrostatically activatable material such as an electroactive polymer, a polymer including a bucky tube, or perhaps a liquid crystal polymer. Alternatively, it is contemplated that the layer may be provided. It is contemplated that such materials can change the relative stiffness of the catheter containing the material when subjected to an electrical current.
この開示は、多くの点において単なる実例であることを理解すべきである。本発明の範囲を超えることなく、詳細について、特に形状、大きさ、および工程の配置に関して、変更がなされてもよい。本発明の範囲は、もちろん、添付した特許請求の範囲が表現されている言語において定義される。 It should be understood that this disclosure is merely illustrative in many respects. Changes may be made in details, particularly with respect to shape, size, and process arrangement, without exceeding the scope of the invention. The scope of the invention is, of course, defined in the language in which the appended claims are expressed.
Claims (35)
基端領域から先端領域まで延びる長尺状ポリマーシャフトと、
該長尺状ポリマーシャフト内に配置される第1の螺旋状に切断されたハイポチューブとを備える、調整可能なカテーテル。 An adjustable catheter comprising a distal region and a proximal region, the catheter comprising:
An elongated polymer shaft extending from the proximal region to the distal region;
An adjustable catheter comprising a first helically cut hypotube disposed within the elongate polymer shaft.
基端領域から先端領域まで延びる管腔を画成する長尺状ポリマーシャフトと、
該管腔内に配置された第1膨張可能チューブであって、該基端領域から先端領域まで延び、カテーテルの長手方向軸線に対して少なくともほぼ平行に配置された第1膨張可能チューブとを備え、
該第1膨張可能チューブを膨張させることによって、該長尺状ポリマーシャフトの剛性を増大させる、調整可能なカテーテル。 An adjustable catheter having a distal region defining a distal end and a proximal region defining a proximal end, the catheter comprising:
An elongate polymer shaft defining a lumen extending from the proximal region to the distal region;
A first inflatable tube disposed within the lumen, the first inflatable tube extending from the proximal region to the distal region and disposed at least substantially parallel to the longitudinal axis of the catheter. ,
An adjustable catheter that increases the rigidity of the elongate polymer shaft by inflating the first inflatable tube.
該内側ポリマーライナーと、
該内側ポリマーライナーの周りに配置された外側ポリマーライナーと、
該内側ポリマーライナーと外側ポリマーライナーとの間に配置された液体膨潤性層とを備え、
該液体膨潤性層に液体を加えることによって、調整可能なカテーテルの剛性を増大させる、調整可能なカテーテル。 An adjustable catheter having a distal region defining a distal end and a proximal region defining a proximal end, the catheter comprising:
The inner polymer liner;
An outer polymer liner disposed around the inner polymer liner;
A liquid swellable layer disposed between the inner polymer liner and the outer polymer liner;
An adjustable catheter that increases the stiffness of the adjustable catheter by adding liquid to the liquid swellable layer.
基端領域から先端領域まで延びる長尺状ポリマーシャフトと、
該長尺状ポリマーシャフト上に摺動可能に配置された剛性増強シースであって、該長尺状ポリマーシャフトよりも剛性の高い剛性増強シースとを備える、調整可能なカテーテル。 In an adjustable catheter comprising a distal region and a proximal region, the catheter comprises
An elongated polymer shaft extending from the proximal region to the distal region;
An adjustable catheter comprising a stiffness enhancing sheath slidably disposed on the elongate polymer shaft, the stiffness enhancing sheath being stiffer than the elongate polymer shaft.
基端領域から先端領域まで延び、かつ、壁を備える長尺状ポリマーシャフトと、
該壁内に配置された複数の長尺状開口であって、長尺状ポリマーシャフト内において、それぞれ、各々長手方向に延びる複数の長尺状開口と、
該複数の長尺状開口の各々の中にそれぞれ摺動可能に配置された複数の剛性増強フィラメントとを備える、調整可能なカテーテル。 In an adjustable catheter having a distal region and a proximal region, the catheter comprises:
An elongated polymer shaft extending from the proximal region to the distal region and comprising a wall;
A plurality of elongated openings disposed in the wall, each having a plurality of elongated openings each extending in the longitudinal direction in the elongated polymer shaft;
An adjustable catheter comprising a plurality of stiffness enhancing filaments slidably disposed within each of the plurality of elongated openings.
1つ以上の電気的に作動される剛性増強構造を含む内側ポリマー層であって、管腔を画成し、かつ外面を備える内側ポリマー層と、
該内側ポリマー層上に配置された外側ポリマー層とを備える、調整可能なカテーテル。 In an adjustable catheter comprising a distal region and a proximal region, the catheter comprises
An inner polymer layer comprising one or more electrically actuated stiffness enhancing structures, wherein the inner polymer layer defines a lumen and comprises an outer surface;
An adjustable catheter comprising an outer polymer layer disposed on the inner polymer layer.
剛性を有する長尺状ポリマーシャフトを備え、
該長尺状ポリマーシャフトの剛性は、該長尺状ポリマーシャフトに電流を流すことにより変化させることができる、調整可能なカテーテル。 An adjustable catheter comprising a distal region and a proximal region, the catheter comprising:
It has a long polymer shaft with rigidity,
An adjustable catheter, wherein the stiffness of the elongate polymer shaft can be changed by passing a current through the elongate polymer shaft.
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